Faz quase três décadas que os especialistas estão tentando construir um computador quântico universal: um dispositivo que, em princípio, poderá resolver qualquer problema de computação. Agora, a partir de uma colaboração entre cientistas da Califórnia e Espanha foi apresentado um prototipo experimental capaz de solucionar uma grande variedade de problemas em áreas como a física e a química, que prestaria-se a aumentar de escala.
Até agora, tanto a IBM como a companhia canadense D-Wave que conseguiu fabricar computadores quânticos funcionais. No entanto, eles não podem aumentar-se de tamanho com facilidade até alcançar o número de bits quânticos, o qubits, necessários para resolver aqueles problemas que estão além dos computadores clássicos.
A colaboração, integrada por cientistas dos laboratórios de investigação do Google em Santa Bárbara e físicos das universidades da Califórnia e do País Vasco, apresentou os seus resultados na revista Nature. “Trata-se de um trabalho espetacular e cheio de lições valiosas para a comunidade de computação quântica”, aponta Daniel Lidar, especialista que trabalha na Universidade da Califórnia.
O novo prototipo combina duas estratégias principais na computação quântica. Uma delas baseia-se em construir circuitos digitais de computadores organizando os qubits em combinações específicas para resolver problemas concretos: um processo análogo a desenhar a medida do circuito de um microprocessador tradicional composto por bits clássicos. Boa parte da teoria em computação quântica baseia-se nesse enfoque, a qual inclui métodos de correção de erros, destinados para evitar falhas nos cálculos. Até agora, no entanto, as realizações práticas dessa estratégia só tem sido possíveis com uns poucos qubits.
O segundo método recebe o nome de “computação quântica adiabática”. Nela, codifica-se um problema dado nos estados de um grupo de qubits e evolui gradualmente as interações entre eles até dar a solução. Em princípio, é possível codificar praticamente qualquer problema na mesma configuração de qubits. No entanto, essa técnica analógica é limitada pelo ruído aleatório, a qual introduz erros que não podem corrigir-se de maneira tão sistemática como em um circuito digital. Rami Barends, teórico da computação do Google, afirma que não há garantias de que esse método permitirá resolver por si só todos os problemas de maneira eficiente.
Apesar disso, é a computação quântica adiabática que tem dado lugar para os primeiros dispositivos comerciais, fabricados pela D-Wave, que os vende a um preço de 15 milhões de dólares. O Google possui um dos computadores da D-Wave; no entanto, Barends e os seus companheiros crem que há melhores formais de colocar em prática a computação quântica adiabática. Em particular, desejam encontrar um método que permiita implementar a correção de erros, já que, em caso contrário, aumentar a escala do sistema parece difícil, pois os erros tendem a acumular-se mais rápido em sistemas grandes. Neste sentido, os cientistas crem que um primeiro passo consistirá em combinar a computação quântica adiabática com as técnicas de correção de erros típicas da estratégia digital.
Veja mais informações na Scientific American.
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